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本文介绍几种pH及电场响应性凝胶的合成,以丙烯酰胺(AM)单体为基础,通过共聚、改性、改变合成体系等方法制备新型的智能凝胶,并对凝胶的溶胀性、热学性能、力学性能、pH和电场响应性等方面进行表征,以研究凝胶的各种性能。以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸(MAA)为主要原料,在80℃水溶液中通过交联聚合制得聚丙烯酰胺/甲基丙烯酸[P(AM-co-MAA)]共聚凝胶。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征共聚凝胶结构。考察不同MAA含量对凝胶吸水溶胀性的影响,以及在不同pH溶液中的溶胀速率。研究了充分溶胀的凝胶在盐溶液中退溶胀速率,以及pH=2与pH=12间变换时的响应速率。用扫描电镜(SEM)对酸碱条件下的凝胶表面形貌进行观察。结果表明,MAA含量越高其平衡吸水溶胀率越大、速率越快。随着pH的增大,凝胶的溶胀率呈上升趋势。在盐溶液中的退溶胀过程中,其退溶胀速率随溶液的离子强度的增大而加快,当达到一临界浓度后离子强度对退溶胀速率不再影响;而且盐溶液中阳离子的电荷数对退溶胀速率有一定的影响,较含Na+离子的溶液相比,在含Ca2+的溶液中退溶胀率更快。在不同pH间变换时,退溶胀响应时间为75min,溶胀响应时间为230min,在搅拌作用下,响应速率会加快。对P(AM-co-MAA)凝胶进行磺甲基化改性,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)对其结构进行表征。比较了改性前后凝胶在平衡吸水溶胀率、溶胀速率、不同pH溶液中溶胀速率、pH=2与pH=12间变换时pH响应速率等方面的差异。结果表明,凝胶网络由于磺甲基化作用引入了-SO3-,平衡吸水溶胀率提高,改性后初始溶胀速率明显提高。在不同pH溶胀过程中,其速率也显著加快,在pH=2中平衡溶胀率是先前的5.5倍。不同pH间变换时,退溶胀响应时间减慢,而溶胀响应时间加快。分别在水体系以及水-离子液体(IL)混合体系合成聚丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵[P(AM-co-DADMAC)]凝胶。研究了两种的凝胶的吸水溶胀性以及不同pH溶液中的的溶胀性,考察了在水系制备的凝胶充分溶胀后在含不同阴离子盐溶液中的退溶胀速率。在水系中制备凝胶时加入PVA以得到半互穿网络结构的凝胶,并用扫描电镜(SEM)对前后的凝胶表面形貌进行观察。通过万能材料试验机测定加入PVA及IL后凝胶力学性能的变化。采用差示扫描热分析(DSC)对在水中及水-IL混合体系中制备的凝胶热学性能进行表征。研究表明,在水-IL混合体系中制得的凝胶平衡吸水溶胀率大大提高,当IL/AM质量比为1:1时,前后的平衡溶胀率分别为:70、150。加入PVA及IL后,凝胶的韧性的到较大提高,未加的凝胶在形变约63%时破裂,而加入后形变达80%时仍保持完好。在水-IL混合体系中制得的凝胶在40℃-200℃时,出现相态变化,玻璃化温度Tg随IL含量的增加而降低。而在水中合成的凝胶无相态变化,一直处于吸热状态。通过自制装置测试凝胶电敏性,测定所制备凝胶在直流电场作用下的响应特性。考察了凝胶中高分子链的电离基团、电解质溶液离子强度及种类、电场大小对凝胶电敏性的影响。研究结果表明,凝胶中的易电离基团增加会增加凝胶的响应性;溶液中阳离子的半径大小对电敏性有影响,在相同价态下半径越大响应速率越快;随着电解质溶液离子强度的增加响应速率加快,超过临界值时下降。当NaCl浓度为0.1mol/L时,凝胶响应性最好;电场强度越大,响应速率越快。在水体系和水-离子液体混合体系合成的P(AM-co-DADMAC)的凝胶在电场中具有电致收缩特性,含有IL的响应速率更快,并随IL含量的增加而增强。